CN102332731A - 充电电路 - Google Patents

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Abstract

一种充电电路包括一处理器、一开关电路、一电压转换电路及一电源电压侦测电路。当为标准电压为24V的电池充电时，处理器则控制电源电压侦测电路工作于24V工作模式；当为标准电压为24V的电池充电时，处理器则控制电源电压侦测电路工作于12V工作模式。本发明充电电路可根据需要充电的电池的标准电压切换电源电压侦测电路的工作模式。

Description

充电电路
技术领域
本发明涉及一种充电电路。
背景技术
习知的充电电路既可为标准电压为24V的电池充电，亦可为标准电压为12V的电池充电。当需要为标准电压为24V的电池充电时，所述充电电路将电压范围为16V-45V的电源电压转换为24V电压以给电池充电；当需要为标准电压为12V的电池充电时，所述充电电路将电压范围为8V-22.5V的电源电压转换为12V电压以给电池充电。此种充电电路通常包括一处理器、一电源电压侦测电路及一开关电路，所述处理器用于侦测电源的电压，以判断所述电源的电压是否为过压。由于处理器只能接收0-5V的电压，因此需要通过所述电源电压侦测电路将电源电压衰减到原来的1/10，再将衰减后的电压信号传送给所述处理器。所述处理器接收电源电压侦测电路传来的电压信号并侦测电源电压。当电源电压过高时，所述处理器即控制所述开关电路断开电源与电池的连接。然而，当需要为标准电压为12V的电池充电时，电源电压侦测电路亦将电压范围为8V-22.5V的电源电压衰减到原来的1/10，即0.8V-2.25V；此时所述处理器接收的电压信号可能太弱(如0.8V)，如此可能导致所述处理器侦测的电源电压与实际的电源电压不符。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种可根据需要充电的电池的标准电压切换电源电压侦测电路的工作模式的充电电路。
一种充电电路，包括：
一处理器；
一开关电路，其第一端与一电源相连，所述开关电路的第二端与所述处理器的第一输出端相连；
一用于将所述电源转换为一待充电的电池的标准电压的电压转换电路，其第一端与所述开关电路的第三端相连，所述电压转换电路的第二端与所述电池相连；以及
一与所述电源相连的电源电压侦测电路，所述电源电压侦测电路还与所述处理器的第一输入端及第二输出端相连，所述处理器的第二输出端用于根据待充电的电池的标准电压控制所述电源电压侦测电路的工作状态，以使得所述电源电压侦测电路对应待充电的电池的标准电压输出与所述电源电压相应的采样电压，所述处理器还用于当所述采样电压超过一预定范围时控制所述开关电路的第一端与第三端断开。
上述充电电路根据需要充电的电池的标准电压并通过所述处理器的第二输出端控制所述电源电压侦测电路的工作模式。当为标准电压为24V的电池充电时，所述处理器控制所述电源电压侦测电路工作于24V工作模式；当为标准电压为12V的电池充电时，所述处理器控制所述电源电压侦测电路工作于12V工作模式。本发明充电电路可根据需要充电的电池的标准电压切换电源电压侦测电路的工作模式。
附图说明
图1是本发明充电电路的较佳实施方式的示意图。
主要元件符号说明
充电电路                            100
处理器                              10
电压转换电路                        20
电源电压侦测电路                    30
电池电压侦测电路                    40
开关电路                            50
电源                                200
阳极                                Vcc+、IN+
电池                                300
阴极                                  Vcc-、IN-
电阻                                  R1-R6
开关                                  SW1-SW4
反相器                                D1
输入端                                DI1、DI2
输出端                                DO1、DO2
具体实施方式
下面结合附图及较佳实施方式对本发明作进一步详细描述：
请参考图1，本发明充电电路100包括一处理器10、一电压转换电路20、一电源电压侦测电路30、一电池电压侦测电路40及一开关电路50。
所述开关电路50的第一端与一电源200的阳极Vcc+相连，第二端与所述处理器10的第一输出端DO1相连。所述电压转换电路20的第一端与所述开关电路50的第三端相连，第二端与一电池300的阳极IN+相连。所述电源200的阴极Vcc-与所述电池300的阴极IN-相连。所述电压转换电路20用于将所述电源200的电压转换为所述电池300的标准电压。
所述电源电压侦测电路30包括一第一电阻R1、一第二电阻R2、一第三电阻R3、一第一开关SW1、一第二开关SW2及一反相器D1。
所述第一电阻R1的第一端与所述电源200的阳极Vcc+相连，第一电阻R1的第二端通过第二电阻R2与第一开关SW1的第一触点相连。第一电阻R1的第二端还通过第三电阻R3与第二开关SW2的第一触点相连。
所述第一开关SW1的第二触点与所述电源200的阴极Vcc-相连。所述第一开关SW1的控制端与所述处理器10的第二输出端DO2相连。所述第二开关SW2的第二触点与所述电源200的阴极Vcc-相连。所述第二开关SW2的控制端与所述反相器D1的输出端相连。所述反相器D1的输入端与所述处理器10的第二输出端DO2相连。所述处理器10的第一输入端DI1连接于第一电阻R1与第三电阻R3之间的节点。
所述电池电压侦测电路40包括一第四电阻R4、一第五电阻R5、一第六电阻R6、一第三开关SW3及一第四开关SW4。
所述第四电阻R4的第一端与所述电池300的阳极IN+相连，第四电阻R4的第二端通过第五电阻R5与第三开关SW3的第一触点相连。第四电阻R4的第二端还通过第六电阻R6与第四开关SW4的第一触点相连。
所述第三开关SW3的第二触点与所述电池300的阴极IN-相连。所述第三开关SW3的控制端与所述处理器10的第二输出端DO2相连。所述第四开关SW4的第二触点与所述电池300的阴极IN-相连。所述第四开关SW4的控制端与所述反相器D1的输出端相连。所述处理器10的第二输入端DI2连接于第四电阻R4与第五电阻R5之间的节点。
本实施方式中，所述第一电阻R1的阻值为9kΩ，所述第二电阻R2的阻值为1kΩ，所述第三电阻R3的阻值为2.25kΩ，所述第四电阻R4的阻值为4kΩ，所述第五电阻R5的阻值为1kΩ，所述第六电阻R6的阻值为2kΩ。
当所述电池300的标准电压为24V或12V时，所述充电电路100均可为其充电。
使用者可根据需要充电的电池300的标准电压设定所述处理器10的第二输出端DO2的电压。
当为标准电压为24V的电池300充电时，所述电源200的电压范围需为16V-45V，使用者设定所述处理器10的第二输出端DO2为高电平，所述电源电压侦测电路30的第一开关SW1的控制端接收高电平，所述第一开关SW1得以导通，即所述第一开关SW1的第一触点与第二触点相接触；同时所述第二开关SW2的控制端接收低电平，所述第二开关SW2得以截止，即所述第二开关SW2的第一触点与第二触点不接触。此时所述电源电压侦测电路30即工作于24V工作模式。
所述电池电压侦测电路40的第三开关SW3的控制端接收高电平，所述第三开关SW3得以导通；同时所述第四开关SW4的控制端接收低电平，所述第四开关SW4得以截止。此时所述电池电压侦测电路40即工作于24V工作模式。
当为标准电压为12V的电池300充电时，所述电源200的电压范围需为8V-22.5V，使用者设定所述处理器10的第二输出端DO2为低电平，所述电源电压侦测电路30的第一开关SW1的控制端接收低电平，所述第一开关SW1得以截止；同时所述第二开关SW2的控制端接收高电平，所述第二开关SW2得以导通。此时所述电源电压侦测电路30即工作于12V工作模式。
所述电池电压侦测电路40的第三开关SW3的控制端接收低电平，所述第三开关SW3得以截止；同时所述第四开关SW4的控制端接收高电平，所述第四开关SW4得以导通。此时所述电池电压侦测电路40即工作于12V工作模式。
当为标准电压为24V的电池300充电时，所述处理器10的第一输入端DI1接收的采样电压V1与所述电源200的电压Vcc满足下列公式：
V1＝Vcc×R2/(R1+R2)
根据第一及第二电阻的阻值可知，所述处理器10的第一输入端DI1接收的采样电压V1为所述电源200的电压值的1/10，即1.6V-4.5V。
所述处理器10的第二输入端DI2接收的采样电压V2与所述电池300的电压V-IN满足下列公式：
V2＝V-IN×R5/(R4+R5)
其中所述电池300电压V-IN的范围为0V-24V。根据第四及第五电阻的阻值可知，所述处理器10的第二输入端DI2接收的采样电压V2为所述电池300的电压值的1/5，即0V-4.8V。
所述处理器10通过所述电源电压侦测电路30侦测所述电源200的电压。
若处理器10的第一输入端DI1接收的采样电压V1高于4.5V，即所述电源200的电压高于45V，所述处理器10则通过其第一输出端DO1控制所述开关电路50断开所述电源200与所述电池300之间的连接。
若处理器10的第一输入端DI1接收的采样电压V1低于1.6V，即所述电源200的电压低于16V，所述处理器10则通过其第一输出端DO1控制所述开关电路50断开所述电源200与所述电池300之间的连接。
若处理器10的第一输入端DI1接收的采样电压V1处于1.6V-4.5V之间时，即所述电源200的电压处于16V-45V之间，所述处理器10则通过其第一输出端DO1控制所述开关电路50连接所述电源200与所述电池300，所述电源200的电压经所述电压转换电路20转换后为标准电压为24V的电池300充电。
在充电过程中，所述处理器10还通过所述电池电压侦测电路40侦测所述电池300的电压。若所述电池300的电压已达到所述电池300的标准电压，所述处理器10则控制所述开关电路50断开所述电源200与所述电池300之间的连接，以保护所述电池300。
当为标准电压为12V的电池300充电时，所述处理器10的第一输入端DI1接收的采样电压V1与所述电源200的电压Vcc满足下列公式：
V1＝Vcc×R3/(R1+R3)
根据第一及第三电阻的阻值可知，所述处理器10的第一输入端DI1接收的采样电压V1为所述电源200的电压值的1/5，即1.6V-4.5V。
所述处理器10的第二输入端DI2接收的采样电压V2与所述电池300的电压V-IN满足下列公式：
V2＝V-IN×R6/(R4+R6)
其中所述电池300电压V-IN的范围为0V-12V。根据第四及第六电阻的阻值可知，所述处理器10的第二输入端DI2接收的采样电压V2为所述电池300的电压值的2/5，即0V-4.8V。
所述处理器10通过所述电源电压侦测电路30侦测所述电源200的电压。
若处理器10的第一输入端DI1接收的采样电压V1高于4.5V，即所述电源200的电压高于22.5V，所述处理器10则通过其第一输出端DO1控制所述开关电路50断开所述电源200与所述电池300之间的连接。
若处理器10的第一输入端DI1接收的采样电压V1低于1.6V，即所述电源200的电压低于8V，所述处理器10则通过其第一输出端DO1控制所述开关电路50断开所述电源200与所述电池300之间的连接。
若所述处理器10的第一输入端DI1接收的采样电压V1处于1.6V-4.5V之间时，即电源200的电压处于8V-22.5V之间，所述处理器10则通过其第一输出端DO1控制所述开关电路50连接所述电源200与所述电池300，所述电源200的电压经所述电压转换电路20转换后为标准电压为12V的电池300充电。
在充电过程中，所述处理器10还通过所述电池电压侦测电路40侦测所述电池300的电压。若所述电池300的电压已达到所述电池300的标准电压，所述处理器则控制所述开关电路断开所述电源200与所述电池300之间的连接，以保护所述电池300。
从上述描述可以看出，无论是为标准电压为24V的电池300充电，还是为标准电压为12V的电池300充电，当所述处理器10的第一输入端DI1所接收的采样电压V1低于1.6V时，所述处理器10则控制所述开关电路50断开所述电源200与所述电池300之间的连接，以避免所述电源200的电压过低而无法为所述电池300充电；当所述处理器10的第一输入端DI1所接收的采样电压V1高于4.5V时，所述处理器10则控制所述开关电路50断开所述电源200与所述电池300之间的连接，以避免所述电源200的电压过高而烧毁所述电池300。
上述充电电路100可根据充电的电池300的标准电压设定所述处理器10的第二输出端DO2的电压，从而控制所述电源电压侦测电路30及电池电压侦测电路40的工作模式。当为标准电压为24V的电池300充电时，所述处理器10控制所述电源电压侦测电路30及电池电压侦测电路40均工作于24V工作模式；当为标准电压为12V的电池300充电时，所述处理器10控制所述电源电压侦测电路30及电池电压侦测电路40均工作于12V工作模式。本发明充电电路100可根据需要充电的电池300的标准电压切换电源电压侦测电路30及电池电压侦测电路40的工作模式。

Claims (8)

1.一种充电电路，包括：
一处理器；
一开关电路，其第一端与一电源相连，所述开关电路的第二端与所述处理器的第一输出端相连；
一用于将所述电源转换为一待充电的电池的标准电压的电压转换电路，其第一端与所述开关电路的第三端相连，所述电压转换电路的第二端与所述电池相连；以及
一与所述电源相连的电源电压侦测电路，所述电源电压侦测电路还与所述处理器的第一输入端及第二输出端相连，所述处理器的第二输出端用于根据待充电的电池的标准电压控制所述电源电压侦测电路的工作状态，以使得所述电源电压侦测电路对应待充电的电池的标准电压输出与所述电源电压相应的采样电压，所述处理器还用于当所述采样电压超过一预定范围时控制所述开关电路的第一端与第三端断开。
2.如权利要求1所述的充电电路，其特征在于：所述电源电压侦测电路包括一第一电阻、一第二电阻、一第三电阻、一第一开关、一第二开关及一反相器，所述第一电阻的第一端与所述电源的阳极相连，第一电阻的第二端通过第二电阻与第一开关的第一触点相连，第一电阻的第二端还通过第三电阻与第二开关的第一触点相连，所述第一开关的第二触点与所述电源的阴极相连，所述第一开关的控制端与所述处理器的第二输出端相连，所述第二开关的第二触点与所述电源的阴极相连，所述第二开关的控制端与所述反相器的输出端相连，所述反相器的输入端与所述处理器的第二输出端相连，所述处理器的第一输入端连接于第一电阻与第三电阻之间的节点。
3.如权利要求2所述的充电电路，其特征在于：第一电阻的阻值为9kΩ，第二电阻的阻值为1kΩ，第三电阻的阻值为2.25kΩ。
4.如权利要求2所述的充电电路，其特征在于：当第一及第二开关的控制端接收高电平时，第一及第二开关导通；当第一及第二开关的控制端接收低电平时，第一及第二开关截止。
5.如权利要求2所述的充电电路，其特征在于：所述充电电路还包括一与所述电池相连的电池电压侦测电路，所述电池电压侦测电路还与所述处理器的第二输入端及第二输出端相连，所述处理器的第二输出端用于控制所述电池电压侦测电路的工作状态，以使得所述电池电压侦测电路输出所述电池电压的一第三比例值或一第四比例值至所述处理器的第一输入端。
6.如权利要求5所述的充电电路，其特征在于：所述电池电压侦测电路包括一第四电阻、一第五电阻、一第六电阻、一第三开关及一第四开关，所述第四电阻的第一端与所述电池的阳极相连，第四电阻的第二端通过第五电阻与第三开关的第一触点相连，第四电阻的第二端还通过第六电阻与第四开关的第一触点相连，所述第三开关的第二触点与所述电池的阴极相连，所述第三开关的控制端与所述处理器的第二输出端相连，所述第四开关的第二触点与所述电池的阴极相连，所述第四开关的控制端与所述反相器的输出端相连，所述处理器的第二输入端连接于第四电阻与第五电阻之间的节点。
7.如权利要求6所述的充电电路，其特征在于：所述第四电阻的阻值为4kΩ，第五电阻的阻值为1kΩ，第六电阻的阻值为2kΩ。
8.如权利要求6所述的充电电路，其特征在于：当第三及第四开关的控制端接收高电平时，第三及第四开关导通；当第三及第四开关的控制端接收低电平时，第三及第四开关截止。
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